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如图1-10所示,一人站在岸上,利用绳和定滑轮,拉船靠岸,在某一时刻绳的速度为v,绳AO段与水平面夹角为θ,不计摩擦和轮的质量,则此时小船的水平速度多大?

网友投稿  2022-09-19 00:00:00  零零社区

◎ 题目

如图1-10所示,一人站在岸上,利用绳和定滑轮,拉船靠岸,在某一时刻绳的速度为v,绳AO段与水平面夹角为θ,不计摩擦和轮的质量,则此时小船的水平速度多大?

◎ 答案

vA=v/cosθ

◎ 解析

【错解分析】错解:将绳的速度按图1-11所示的方法分解,则v1即为船的水平速度v1= v·cosθ。
  上述错误的原因是没有弄清船的运动情况。实际上船是在做平动,每一时刻船上各点都有相同的水平速度。而AO绳上各点运动比较复杂,既有平动又有转动。以连接船上的A点来说,它有沿绳的平动分速度v,也有与v垂直的法向速度vn,即转动分速度,A点的合速度vA即为两个分速度的和。vA=v/cosθ

  【正确解答】方法一:小船的运动为平动,而绳AO上各点的运动是平动+转动。以连接船上的A点为研究对象,如图1-12,A的平动速度为v,转动速度为vn,合速度vA即与船的平动速度相同。则由图可以看出vA=v/cosθ。
  【小结】方法二:我们可以把绳子和滑轮看作理想机械。人对绳子做的功等于绳子对船做的功。我们所研究的绳子都是轻质绳,绳上的张力相等。对于绳上的C点来说即时功率P人绳=F·v。对于船上A点来说P绳船=FvAcos
  解答的方法一,也许学生不易理解绳上各点的运动。从能量角度来讲也可以得到同样的结论。还应指出的是要有实际力、实际加速度、实际速度才可分解。 

◎ 知识点

    专家分析,试题“如图1-10所示,一人站在岸上,利用绳和定滑轮,拉船靠岸,在某一时刻绳的速度为v,绳AO段与水平面夹角为θ,不计摩擦和轮的质量,则此时小船的水平速度多大?…”主要考查了你对  【运动的合成与分解】  等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”,你可以点击相应的链接进行查看和学习。



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